SiNWs:Tb3+的光学稳定性及Si纳米线对其发光特性的影响

荧光纳米材料不但具备纳米材料的优势，同时还具有优异的光学性质，被广泛应用于荧光标记、离子识别、荧光免疫分析、光学成像和医学诊断等方面。因此，荧光纳米材料的制备、结构分析和荧光特性等方面的研究备受人们的关注。为了获得发光强度大、荧光量子效率高和制备过程可控的Si基荧光纳米材料，实验进一步研究了Si纳米线对样品发光特性的影响和样品的光学稳定性。首先，基于固-液-固生长机制，在反应温度为1 100 ℃、N₂气流量为1 500 sccm、生长时间为15～60 min等工艺条件下，分别以“抛光”和“金字塔”织构表面的单晶Si(100)为衬底，生长出不同长度和分布的Si纳米线；以Au或Au-Al合金膜层作为金属催化剂，生长出密度分别约为108和1010 cm-2的Si纳米线；然后，利用L4514自动控温管式加热炉，基于高温固相法，在温度为1 100 ℃、掺杂时间为60 min和N₂气流量为1 000 sccm等工艺条件下，以高纯Tb₄O₇(99.99%)粉末为稀土掺杂剂对不同Si纳米线衬底进行稀土掺杂，制备一系列的荧光纳米材料SiNWs:Tb3+样品；室温下利用Hitachi F-4600型荧光分光光度计，固定激发光波长为243 nm、激发光狭缝为2.5 nm、发射光狭缝为2.5 nm、扫描波长范围为450～650 nm、光电倍增管(photomultiplier lube, PMT)电压为600 V等参数下，测量了不同样品的光致发光特性；最后，实验测试了该荧光纳米材料的光学稳定性，如时间(0～30 d)、温度(300～500 K)、酸碱(pH 1和11)、抗光漂白(0～120 min)等稳定性以及水溶性和分散性。结果显示，在衬底为“金字塔”织构表面上、生长时间为30 min、以Au为金属催化剂等条件下制备的Si纳米线为Tb3+掺杂衬底时，SiNWs:Tb3+的绿光发射强度较大，其发光强峰值位于554 nm，属于能级5D₄→7F₅的跃迁，另外在波长为494，593和628 nm出现了三条发光谱带，它们分别属于能级5D₄→7F₆，5D₄→7F₄和5D₄→7F₃的跃迁。另外，样品展示出了优异的时间、温度、酸碱和抗光漂白等光学稳定性，同时还具有良好的水溶性和分散性。如温度升高到500 K时，光发射强度仅降低了约8.9%左右；抗光漂白能力较强，用波长为365 nm、功率为450 W的紫外光源照射120 min，样品的绿光发射强度无衰减；酸、碱稳定性好，在pH 1的强酸(HCl)溶液中120 min未见衰减，在pH 11的强碱(NaOH)溶液中15 min内衰减较小, 随后发光强度出现了缓慢下降的趋势；当60 min后，样品的发光强度变得极其微弱。分析认为，在SiNWs:Tb3+表面有一层SiO₂包覆层，而NaOH溶液容易和SiO₂发生化学反应，随着时间延长SiO₂层被破坏，故样品发光强度降低；样品溶于水中放置30 d未见沉淀物，发光亮度均匀且分散性较好。在研究了制备温度、气体流量和掺杂时间等工艺条件之后，深入研究了Si纳米线自身变化对Tb3+绿光发射的影响。该材料展示出了良好的光学稳定性、水溶性和分散性，使其作为荧光标记物具有一定的应用价值。     

一种解非线性三阶多点边值问题的数值算法

主要研究了一类带有多点边值条件的非线性三阶微分方程的求解方法.利用迭代技巧和再生核(RKM)理论相结合来求解此类问题,同时给出了一些算例来说明方法的有效性.     

铌对钨中氦行为影响的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法系统研究了合金化元素铌(Nb)对钨(W)中氦(He)溶解和扩散行为的影响.研究发现,Nb的存在显著降低了He在W中的溶解能,Nb可以作为W中He捕陷中心,在最稳定位置处Nb对He的捕陷能达到0.37 eV.通过电荷分析发现,这主要是因为Nb的存在引起了W中电荷密度的重新分布.而He在W中的扩散能垒将随着He—Nb间距离的缩小逐渐降低,这从动力学上表明He被Nb捕陷是可行的.因此,Nb的存在将有利于W中He的聚集成泡.     

Fe_3O_4纳米粒子与慢病毒载体共同感染内皮祖细胞的促血管新生和MRI示踪的应用

采用化学共沉淀法制备了柠檬酸钠修饰Fe_3O_4纳米粒子(NPs),使用胎牛血清(FBS)改善Fe_3O_4NPs的分散性.实验表明Fe_3O_4NPs尺寸均匀,且具有良好的稳定性,FBS浓度小于5%(体积分数)时,Fe_3O_4NPs无聚集沉淀;在300 K下,饱和磁化强度达到74.86×10~(-3)A·m~2/g(74.86 emu/g);核磁共振T2序列成像时,75μg/m L Fe_3O_4NPs与慢病毒载体(LV)共同标记内皮祖细胞(EPCs)成像效果良好;而且EPCs具有稳定过表达目的基因血管内皮生长因子(VEGF)的能力.利用Fe_3O_4NPs与LV共同感染EPCs,可有效促进大鼠血管生成.说明修饰后的EPCs兼具核磁共振成像(MRI)示踪和促血管生成双重功能.     

二级热脱附-气相色谱-质谱联用测定大气可吸入颗粒物中的16种多环芳烃

建立了二级热脱附-气相色谱-质谱联用技术测定大气可吸入颗粒物PM10中16种多环芳烃的分析方法。对二级热脱附和色谱-质谱条件进行了优化。实验结果表明,方法的检出限为0.14～0.42 ng/m3,平均加标回收率为52.7%～97.9%,相对标准偏差(RSD)为8.0%～18.4%。与传统方法相比,该方法的样品前处理时间短、有机溶剂的使用量少,是对人体及环境友善的检测技术。该方法已应用于32份实际大气颗粒物样品的分析。     

Conductivity and band alignment of LaCrO_3/SrTiO_3(111) heterostructure

In this work,we investigate the electrical transport property and electronic structure of oxide heterostructure LaCrO_3/SrTiO_3(111).The interface grown under relatively low oxygen partial pressure is found to be metallic with a conducting critical thickness of 11 unit cells of LaCrO_3.This criticality is also observed by x-ray photoelectron spectroscopy,in which the Ti~(3+) signal intensity at the spectrum edge of the Ti-2p_(3/2) core level increases rapidly when the critical thickness is reached.The variations of the valence band offset and full width at half maximum of the core-level spectrum with LaCrO_3 thickness suggest that the built-in fields exist both in LaCrO_3 and in SrTiO_3.Two possible origins are proposed:the charge transfer from LaCrO_3 and the formation of a quantum well in SrTiO_3.Our results shed light on the understanding of the doping mechanism at the polar/non-polar oxide interface.Moreover,due to the interesting lattice and spin structure of LCO in the(111) direction,our work provides a basis for further exploring the novel topological quantum phenomena in this system.     

评析2021年高考全国乙卷理综第25题

2021年高考全国乙卷的物理压轴题,再次以电磁感应的力电综合题出现,而且难度有所增加.画出金属棒与导体框的运动过程速度图像,会更能清晰准确分析运动特点,为选择合适的物理规律提供保证.从动力学和功能关系两个思路分别考虑,简捷程度大不相同.     

不同光程下化学需氧量的光谱吸收特性

利用超短光程比色皿,结合超高灵敏度紫外可见分光光度计、高性能光谱仪,在室温下暗室环境中研究了化学需氧量的紫外吸收光谱,并基于溶液在紫外波段的光谱吸收特性进行分析建模。使得光谱法测定化学需氧量的线性范围扩展到4 000 mg/L。一元鲁棒线性回归模型拟合结果显示,其相关系数r达到0.999 7。该研究扩大了光谱分析技术研究化学需氧量浓度的范围,为高浓度溶液的光学研究、高量程光谱水质在线监测仪器研发,提供了可行性实验依据和理论支撑。